a la physique de l'information - Lisa - Université d'Angers

cessus neuronaux vus comme des systèmes électriques spécifiques de traitement de l’information
[A13] et plus récemment en élargissant aux systèmes d’imagerie [A9, B4, A14, B3, B8, A20,
A23, A24, B16]. Cette extension de la résonance stochastique aux images est un aspect particulièrement
original de mon travail puisque les effets de bruits utiles avaient, jusqu’alors, essentiellement
été étudiés sur des processus non linéaires dédiés aux signaux monodimmensionnels.
2.5.1.2 . . . à la physique de l’information
Mes travaux sur la résonance stochastique m’ont amené à travailler sur des systèmes physiques
et des tâches de traitement de l’information variés. J’ai ainsi développé des compétences larges
en physique non linéaire et en théorie de l’information appliquée aux signaux et aux images.
Ceci m’a permis de m’interesser à des questions autres que celles liées aux effets de bruits utiles
mais ayant comme point commun d’être situées à l’interface entre la physique et les sciences de
l’information. Dans ce contexte élargi de physique de l’information, je développe actuellement
mes travaux selon 2 modalités :
• Analyse en échelle et image: les images de scènes naturelles sont des structures informationnelles
complexes. Leur compréhension et leur modélisation sont essentielles pour de nombreuses
tâches de traitement d’image ou de vision et de nouveaux progrès sont a priori intéressants dans
cette direction. Parmi les propriétés spécifiques qui caractérisent les images naturelles, il y a les
propriétés fractales. Des invariances d’échelles synonymes de fractalité ont principalement été
observées dans l’organisation spatiale des images naturelles. De telles propriétés fractales dans
le domaine spatial sont utiles pour construire des modèles plus réalistes des images naturelles
tel que le perçoit le système visuel. Les études [A27, A30, B14] montrent un nouvel aspect
des propriétés fractales des images naturelles. Au delà de l’organisation spatiale, nous avons
considéré l’organisation colorimétrique. Nous avons montré au moyen de différents estimateurs
que la distribution des pixels tend à se faire de façon auto-similaire dans l’espace colorimétrique.
Sur le même thème de l’analyse en échelle, j’ai récemment initié des travaux sur la question de
l’échelle optimale d’observation d’objets dans des images bruités [B18].
Application des sciences de l’information aux sciences du vivant: j’explore également
des approches applicatives en considérant les sciences du vivant. Dans le domaine du biomédical
je m’intéresse à la fluxmétrie laser Doppler (LDF). Habituellement, seule la valeur moyenne du
signal LDF est utilisée pour observer la circulation sanguine. Avec une équipe pluridisciplinaire
de traiteurs de signaux et de praticiens du centre hospitalier universitaire d’Angers rassemblée
autour d’Anne HUMEAU (professeure au Laboratoire LISA), nous cherchons à analyser les
fluctuations autour de ces valeurs moyennes pour tenter de déterminer si elles peuvent être porteuses
d’informations utiles pour la compréhension des phénomènes physiologiques. Dans ce
cadre, nous avons utilisé des outils nouveaux pour l’analyse des signaux comme la transformée
de Hilbert-Huang [A28], des mesures issues de la théorie statistique de l’information comme
l’information de Fisher [A22, A25] ou encore l’analyse en échelle au moyen d’analyses multifractales
[A16, A17, A28, A29, B5, B6, B7, B11, B13, B17] pour évaluer la complexité des signaux
de LDF. Dans le cadre du projet PHENOTIC (voir section 2.5.3), je considère le domaine du
biovégétal et les nouvelles applications des sciences de l’information pour le phénotypage. Je
m’intéresse à trois supports d’étude à différentes échelles de taille et étapes de développement des
plantes : la croissance d’une plantule depuis la semence jusqu’à la reprise de la photosynthèse;
l’architecture du rosier; le développement de pathogènes dans différents tissus [B19].
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